1、第6讲定点问题母题已知椭圆C:y21,点P(0,1),设直线l不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线PA与直线PB的斜率的和为1,求证:l过定点思路分析l斜率k存在时写出l的方程联立l,C的方程,设而不求计算kPA,kPB并代入kPAkPB1分析直线方程,找出定点证明设直线PA与直线PB的斜率分别为k1,k2.如果l与x轴垂直,设l:xt,由题设知t0,且|t|0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2,x1x2.而k1k2.由题设k1k21,故(2k1)x1x2(m1)(x1x2)0,即(2k1)(m1)0,解得k.当且仅当m1时,0,于是l:yxm,即y1(x2),所以l过定点
2、(2,1)子题1已知抛物线C:y24x的焦点为F,直线l与抛物线C交于A,B两点,O是坐标原点若点E(2,0),直线l不与坐标轴垂直,且AEOBEO,求证:直线l过定点证明设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意可设直线l的方程为xnyb(n0),由得y24ny4b0,则y1y24n,y1y24b.由AEOBEO,得kEAkEB,即,整理得y1x22y1x1y22y20,即y1(ny2b)2y1(ny1b)y22y20,整理得2ny1y2(b2)(y1y2)0,即8bn4(b2)n0,得b2,故直线l的方程为xny2(n0),所以直线l过定点(2,0)子题2(2020湖南四校联考)已知抛物
3、线C:y24x与过点(2,0)的直线l交于M,N两点,若,PQy轴,垂足为Q,求证:以PQ为直径的圆过定点证明由题意可知,直线l的斜率不为0,设其方程为xmy2(mR),将xmy2代入y24x,消去x可得y24my80,显然16m2320,设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1y24m,y1y28,因为,所以P是线段MN的中点,设P(xP,yP),则xP2m22,yP2m,所以P(2m22,2m),又PQy轴,垂足为Q,所以Q(0,2m),设以PQ为直径的圆经过点A(x0,y0),则(2m22x0,2my0),(x0,2my0),所以0,即x0(2m22x0)(2my0)20,化简可得(
4、42x0)m24y0mxy2x00,令可得所以当x02,y00时,对任意的mR,式恒成立,所以以PQ为直径的圆过定点,该定点的坐标为(2,0)规律方法动线过定点问题的两大类型及解法(1)动直线l过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为ykxt,由题设条件将t用k表示为tmk,得yk(xm),故动直线过定点(m,0)(2)动曲线C过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点跟踪演练1(2020北京东城区模拟)已知椭圆C:1的右焦点为F,直线l:ykxm(k0)过点F,且与椭圆C交于P,Q两点,如果点P关于x轴的对称点为P,求证:直线PQ过x轴
5、上的定点证明c2,F(2,0),直线l:ykxm(k0)过点F,m2k,l:yk(x2)由得(3k21)x212k2x12k260.依题意0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1x2,x1x2.点P关于x轴的对称点为P,则P(x1,y1)直线PQ的方程可以设为yy1(xx1),令y0,xx13.直线PQ过x轴上的定点(3,0)2已知P(0,2)是椭圆C:1(ab0)的一个顶点,C的离心率e.(1)求椭圆的方程;(2)过点P的两条直线l1,l2分别与C相交于不同于点P的A,B两点,若l1与l2的斜率之和为4,则直线AB是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由解(1)由题意
6、可得解得a,b2,c,椭圆的方程为1.(2)当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为ykxt(t2),A(x1,y1),B(x2,y2),联立消去y并整理,可得(3k22)x26ktx3t2120,36(kt)24(3k22)(3t212)0,即24(6k2t24)0,则x1x2,x1x2,由l1与l2的斜率之和为4,可得4,又y1kx1t,y2kx2t,2k2k4,t2,化简可得tk2,ykxk2k(x1)2,直线AB经过定点(1,2)当直线AB的斜率不存在时,设直线AB的方程为xm,A(m,y1),B(m,y2),4,又点A,B均在椭圆上,A,B关于x轴对称,y1y20,m1,故直线AB
7、的方程为x1,也过点(1,2),综上直线AB经过定点,定点为(1,2)专题强化练1已知椭圆C:y21,设直线l与椭圆C相交于A,B两点,D(0,1),若直线AD与直线BD的斜率之积为.证明:直线l恒过定点证明当直线l斜率不存在时,设l:xm,A(m,yA),B(m,yA),因为点A(m,yA)在椭圆y21上,所以y1,即y1,所以kADkBD,不满足题意当直线l斜率存在时,设l:ykxb(b1),A(x1,y1),B(x2,y2),联立整理得(12k2)x24kbx2b220,依题意得,0,所以x1x2,x1x2,则kADkBD.将x1x2,x1x2,代入上式化简得,kADkBD,即,解得b2
8、.所以直线l恒过定点(0,2)2已知点H为抛物线C:x24y的准线上任一点,过H作抛物线C的两条切线HA,HB,切点为A,B,证明直线AB过定点,并求HAB面积的最小值解设点A(x1,y1),B(x2,y2),H(t,1),由C:x24y,即yx2,得yx,所以抛物线C:x24y在点A(x1,y1)处的切线HA的方程为yy1(xx1),即yxxy1,因为y1x,所以yxy1,因为H(t,1)在切线HA上,所以1ty1,同理1ty2,综合得,点A(x1,y1),B(x2,y2)的坐标满足方程1ty,即直线AB恒过抛物线的焦点F(0,1),当t0时,此时H(0,1),可知HFAB,|HF|2,|AB|4,SHAB244,当t0时,此时直线HF的斜率为,得HFAB,于是SHAB|HF|AB|,而|HF|,把直线yx1代入C:x24y中,消去x得y2(2t2)y10,|AB|y1y22t24,即SHAB(t24)4,综上所述,当t0时,SHAB最小,且最小值为4.